大跨度懸索橋抗風(fēng)

內(nèi)容概要

　　《大跨度懸索橋抗風(fēng)》是作者近十年來在大跨度懸索橋抗風(fēng)理論和實踐方面的研究總結(jié)，其中包括國家科技支撐計劃項目課題二——“跨海特大跨徑鋼箱梁懸索橋抗風(fēng)關(guān)鍵技術(shù)研究”的研究成果。全書共分十二章，內(nèi)容包括懸索橋跨徑演變、懸索橋抗風(fēng)設(shè)計概念、邊界層風(fēng)特性及其模擬、懸索橋風(fēng)振基本理論、橋梁斷面氣動選型數(shù)值方法、靜風(fēng)穩(wěn)定性分析與評價、懸索橋結(jié)構(gòu)動力特性、懸索橋顫振穩(wěn)定性能及其控制、懸索橋渦激共振性能及其控制、懸索橋抖振分析與風(fēng)洞試驗、橋面行車風(fēng)環(huán)境及其改善、懸索橋抗風(fēng)極限跨徑?！　　洞罂缍葢宜鳂蚩癸L(fēng)》可供從事橋梁科研、設(shè)計及施工的人員使用，也可作為高等院校高年級本科生及研究生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

第一章 懸索橋跨徑演變第一節(jié) 懸索橋起源第二節(jié) 大跨徑懸索橋第三節(jié) 超大跨徑懸索橋規(guī)劃本章參考文獻(xiàn)第二章 懸索橋抗風(fēng)設(shè)計概念第一節(jié) 風(fēng)與橋梁抗風(fēng)第二節(jié) 減小靜風(fēng)荷載第三節(jié) 抑制風(fēng)致振動第四節(jié) 風(fēng)振控制措施本章參考文獻(xiàn)第三章 邊界層風(fēng)特性及其模擬第一節(jié) 平均風(fēng)空間特性第二節(jié) 平均風(fēng)時間特性第三節(jié) 脈動風(fēng)空間特性第四節(jié) 脈動風(fēng)時間特性第五節(jié) 被動方式風(fēng)特性模擬第六節(jié) 主動方式風(fēng)特性模擬本章參考文獻(xiàn)第四章 懸索橋風(fēng)振基本理論第一節(jié) 空氣動力作用第二節(jié) 抗風(fēng)穩(wěn)定性問題第三節(jié) 抗風(fēng)強(qiáng)度和剛度問題第四節(jié) 抗風(fēng)疲勞問題第五節(jié) 抗風(fēng)舒適度問題本章參考文獻(xiàn)第五章 橋梁斷面氣動選型數(shù)值方法第一節(jié) 橋梁斷面氣動性能研究第二節(jié) 基于任意歐拉一拉格朗日方程的有限單元法第三節(jié) 無網(wǎng)格的確定性離散渦方法第四節(jié) 基于分子運動的格子玻爾茲曼方法第五節(jié) 加勁梁斷面氣動選型第六節(jié) 橋塔斷面氣動選型第七節(jié) 加勁梁表面風(fēng)壓數(shù)值分析與實測對比第八節(jié) 橋塔表面風(fēng)壓數(shù)值分析與實測對比第九節(jié) 橋梁斷面氣動選型數(shù)值分析軟件開發(fā)本章參考文獻(xiàn)第六章 靜風(fēng)穩(wěn)定性分析與評價第一節(jié) 橋梁靜風(fēng)穩(wěn)定性問題第二節(jié) 二維線性扭轉(zhuǎn)發(fā)散分析第三節(jié) 三維非線性靜風(fēng)穩(wěn)定性分析第四節(jié) 考慮湍流影響的靜風(fēng)穩(wěn)定性分析第五節(jié) 靜風(fēng)失穩(wěn)概率性評價本章參考文獻(xiàn)第七章 懸索橋結(jié)構(gòu)動力特性第一節(jié) 基頻估算公式第二節(jié) 有限元動力特性分析第三節(jié) 懸索橋動力特性實測第四節(jié) 典型懸索橋動力特性第五節(jié) 懸索橋結(jié)構(gòu)阻尼比本章參考文獻(xiàn)第八章 懸索橋顫振穩(wěn)定性能及其控制第一節(jié) 二維橋梁顫振分析第二節(jié) 三維橋梁顫振分析第三節(jié) 加勁梁斷面顫振性能第四節(jié) 氣動控制措施效果第五節(jié) 分體式箱梁顫振性能第六節(jié) 施工階段顫振性能本章參考文獻(xiàn)第九章 懸索橋渦激共振性能及其控制第一節(jié) 旋渦與渦激共振第二節(jié) 渦激力與渦振振幅第三節(jié) 分體式箱梁渦振風(fēng)洞試驗第四節(jié) 渦振控制措施研究第五節(jié) 現(xiàn)場觀察與實測本章參考文獻(xiàn)第十章 懸索橋抖振分析與風(fēng)洞試驗第一節(jié) 橋梁風(fēng)致抖振響應(yīng)分析第二節(jié) 橋梁斷面氣動導(dǎo)納第三節(jié) 風(fēng)速與氣動力相關(guān)性第四節(jié) 抖振時域分析方法第五節(jié) 全橋氣彈模型風(fēng)洞試驗驗證本章參考文獻(xiàn)第十一章 橋面行車風(fēng)環(huán)境及其改善第一節(jié) 橋面?zhèn)认蝻L(fēng)速……第十二章 懸索橋抗風(fēng)極限跨徑

章節(jié)摘錄

　　二章懸索橋抗風(fēng)設(shè)計概念第一節(jié)風(fēng)與橋梁抗風(fēng)　　風(fēng)是地球表面的一種自然現(xiàn)象，人類社會能夠定量估算風(fēng)致作用的歷史始于“第一位土木工程師”施密頓（John Smeaton）于1759年所發(fā)表的關(guān)于平均風(fēng)荷載計算的著名論文；120年后的1879年，當(dāng)時世界最長的84孔鐵路橋梁——英國泰灣大橋（Firthof Tay）被強(qiáng)風(fēng)吹毀的事實，將風(fēng)荷載的計算推進(jìn)到了必須考慮脈動風(fēng)荷載或陣風(fēng)荷載的時代；60多年后，1940年秋，美國華盛頓州建成才四個月的世界第二大跨度懸索橋——塔科瑪大橋在8級大風(fēng)作用下發(fā)生強(qiáng)烈的振動而坍塌，徹底結(jié)束了人類單純考慮風(fēng)荷載靜力作用的時代?，F(xiàn)代風(fēng)工程歷史是從對塔科瑪大橋風(fēng)毀事故的調(diào)查開始的，70多年來，特別是近30年來，已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)展，形成了橋梁與結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計原則和規(guī)范。一、風(fēng)特性我們?nèi)祟愂蔷幼≡诒灰粚雍襁_(dá)1000km的大氣所環(huán)繞的地球上的，這一環(huán)繞地球的大氣層從上到下可分為熱層、中間層、平流層和對流層。其中，對流層為地球表面以上約10km范圍內(nèi)的大氣，人類活動主要在對流層中進(jìn)行，例如航空飛行常常在近萬米的高空，地球上最高的山峰——珠穆朗瑪峰的高度為8844m。由于太陽輻射在地球表面分布的不均勻性和地球表面水陸分布、高低分布的不均勻性以及地球的自轉(zhuǎn)等因素而造成的太陽對地表加熱的時空不均勻性，使得對流層中大氣溫度分布存在時空的不均勻性，造成空氣的豎向?qū)α骱退搅鲃?，從而產(chǎn)生了風(fēng)。簡單地講，風(fēng)是空氣相對于地球表面的流動，主要是由于太陽對地球大氣加熱的時空不均勻性所引起。當(dāng)空氣變冷時，它的質(zhì)量就會增加、就往下沉；當(dāng)空氣變熱時，質(zhì)量減輕，就會往上升。熱空氣上升的地方，冷空氣就會從周圍流過來填補(bǔ)其空缺，由此就形成了風(fēng)?！　】諝獾牧鲃赢a(chǎn)生風(fēng)，由于地球表面的地形起伏和各種障礙物的影響，使得靠近地面的風(fēng)（簡稱近地風(fēng)）的流動發(fā)生紊亂。從風(fēng)速儀的實測記錄中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)速的時程曲線中包含有兩種成分，一種是周期大于10min的長周期平均風(fēng)成分，一般按照隨機(jī)變量來描述；另一種是周期僅幾秒或更短的短周期脈動風(fēng)成分，一般按照隨機(jī)過程來處理。平均風(fēng)的大小通常按英國人蒲福（Beaufort）擬定的等級劃分成0～12共13個等級，它是按照陸上地物、海面和漁船等特征以及10m高度處的風(fēng)速、海面浪高等進(jìn)行劃分的，詳細(xì)風(fēng)力等級如表2.1-1所示。 　　……

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